為何複製羊桃莉的媽有三個？

這事背後一定是有原因的。居然有三個同學不約而同地問我一模一樣的問題：「為何複製羊桃莉的產生，需要動用到3隻不同的母羊？」我怎麼就沒想過呢？使用同一隻不行嗎？把實驗系統簡化，當實驗失敗時，分析起失敗的原因，不是更容易？這樣的實驗設計，科學家的葫蘆裡到底在賣什麼藥？

 坦白說，我並不知道。所以請出Google大神釋疑，比較貼近的解釋如下：桃莉有三個母親，一個是捐細胞核的母親，一個是捐卵的母親，還有一個是辛苦懷牠150天的代孕母親。為了確定細胞核的來源，實驗設計上以兩個品系的羊來進行，細胞核的來源是白臉的芬蘭多塞特母羊(Finn Dorset)，卵與代理孕母則由黑臉的蘇格蘭黑面母羊(Scottish Blackface)提供。

不知道同學看了這樣的說明，有沒有豁然開朗的感覺？我只是覺得迷惑。為什麼須要在實驗過程中確認細胞核的來源？細胞核內含有遺傳物質，因此確認細胞核來源的用意在驗證親代與子代間遺傳物質的一致性，換言之，就是要昭告天下，桃莉是無性生殖下的產物。問題是這樣的驗證過程在桃莉誕生後再進行不是更簡便？為什麼要在實驗中使用多達3隻母羊，徒增實驗系統的複雜性與實驗失敗的風險？

 還是細說從頭吧。桃莉的簡要複製流程如下：

(1)將乳腺細胞取出；

(2)再收集卵細胞，並取出或破壞細胞核；

(3)輕微電擊共同培養的乳腺細胞與去核卵細胞以促其融合並開始分裂；

(4)將胚胎植入代理孕母子宮。

在這些步驟中，我怎麼就看不出來有哪一個步驟會造成子代細胞核來源的混淆？不論是哪隻羊—提供乳腺細胞、卵細胞或子宮者，都不可能在胚胎植入其子宮後，改變胚胎細胞中細胞核的組成；你看過哪一個孩子的細胞核，是由母親子宮提供的？所以實驗設計中，根本不需要代理孕母。

那麼，使用提供乳腺細胞的母羊身上的卵細胞會造成細胞核的混淆嗎？我看也不會。卵細胞的細胞核不是已被取出就是遭到破壞，何來混淆的可能性？即便在此步驟中乳腺細胞的細胞核與不完全的卵細胞細胞核發生混淆的現象，在遺傳物質組態發生巨變下，這個融合細胞恐怕也無法分裂成胚胎。因此，桃莉也不需要有提供卵細胞的第二個母親。

結論是：桃莉只需要一個媽，同時提供尚有分化能力的乳腺細胞、存在分化訊息的卵細胞與胚胎發育的子宮。問題又回到原點：英國的那兩位科學家到底為什麼要給桃莉三個媽？

就我的經驗來說，不論是活體外(in vitro)的試管實驗或是活體(in vivo)測試，在實驗設計之初，都希望能將會影響實驗結果的變因減到越少越好。因為就算實驗結果符合預期，太多的變因代表實驗者必須做越多的對照組實驗，以確認每個變因在實驗系統中的交互作用；倘若實驗結果不符預期，分析起失敗原因時，過多的變因將會對研究者產生莫大的壓力：時間、經費與自我的否定。所以我不相信有哪一個研究者會笨到刻意去做一個過於複雜的實驗。但如果真有人這麼做，那一定是有非這麼做不可的理由。

讓我們回顧製造複製羊桃莉的原始動機：確保一隻基因轉殖羊的優良性狀可以快速複製。無性生殖會是個好辦法，但是近一個世紀以來，教科書上都說哺乳動物不能進行無性生殖。直到基因轉殖技術成功運用在哺乳動物後，這才又迫使科學家們再度思考哺乳動物無性生殖的可能性。

事情的來龍去脈是這樣的。科學家好不容易從茫茫人類基因組中選殖出一個基因，這個基因可以指導乳腺細胞合成早產兒所需的乳白蛋白（α-lactoalbumin）並分泌在羊奶中。為了能夠獲得大量這類特殊的羊奶，科學家可以再用相同的基因轉殖技術，生產其他具有相同能力的基因轉殖羊。但這麼做太費事，就像此時我正在鍵盤上，一個字一個字的敲打著寫出這篇文字，想給我200多個學生看，我當然可以不眠不休地從頭到尾再敲出200多份一模一樣的文字，但這麼做太費事。複製就可以完成一樣的目的，科學家也是這麼想的。經過了幾百次的失敗，終於在1996年成功地讓桃莉誕生了。

瓶頸一旦突破，過去100年來被認為是不可能的任務的教條，竟然像不曾存在似的，科學家一路從羊、豬、牛、貓到猴子，全給複製了出來。這些後繼科學家的信心是打哪兒來的呢？是什麼讓他們相信自己也能成功？我認為關鍵就是桃莉的另外兩個媽。

科學講究的是普遍性，讓我們先假想下列狀況：桃莉是在同一隻母羊提供乳腺細胞、卵與子宮的條件下才能產生；相對的，在由三隻不同母羊分別提供乳腺細胞、卵與子宮的條件下，實驗卻失敗了。你想人們會相信哺乳動物的複製技術有普遍性嗎？人們可能會說：或許在同種生物的不同個體間存在著某種特異性，造成細胞間的不相容從而阻止了細胞分裂與分化。一旦細胞分裂與分化不進行，生物複製就不能成真。於是哺乳動物的複製技術便會被侷限在一個很小的範圍內，意即只能複製尚有生育能力的雌性個體。因此，假如我是桃莉的創造者，我當然要給桃莉三個媽，但是理由並非是要確認桃莉細胞內細胞核的來源，而是要說服大眾：複製技術是可以應用在最大範圍的生物身上。

        同學，我這麼說，不曉得你們聽懂了嗎？或是說能接受嗎？

回應

重點有三個

1.產出的後代DNA與 白臉的芬蘭多塞特母羊(提供乳腺細胞) 要相同

2.產出後代的粒線體(母系遺傳)要與黑臉的蘇格蘭黑面母羊(提供卵子)相同

3.孕母是黑面,卻能生出白面羊.

 此三條件缺一不可,才可證明是成功的複製羊技術

回覆

1.如果複製步驟都正確無誤，桃莉細胞核內的DNA有可能和提供乳腺細胞的白臉芬蘭多塞特母羊不同嗎？難道在複製步驟中，有可能造成意料外的細胞核融合，而使桃莉的DNA出現兩個以上的來源？如果上述兩個問題的答案都是否定的，請問：你所說的第一個重點，還會是重點嗎？

2.難道是我的認知錯了？桃莉不是乳腺細胞與去核的卵細胞融合而成的嗎？卵細胞內有粒線體，乳腺細胞內就沒有？否則，桃莉細胞內的粒線體來源怎麼會只與提供卵的蘇格蘭黑面母羊相同呢？

3.很抱歉，我真的不認為這是重點呀。在我看來，這只是桃莉的創造者為了方便說明桃莉(無性生殖產物)的性狀與代理孕母(有性生殖觀念)無關，所設計的一個小技巧。一般大眾恐怕無心也無力去理解桃莉產生的細節，利用擺在眼前的事實最容易讓人瞭解，不用多說人們就知道桃莉是隻與眾不同的羊，不是嗎？